绿色机场理念下空调技术的应用

张力国

上海民航新时代机场设计研究院有限公司广州分公司 广东 广州 510403

引言

推动四型机场建设，实现机场高质量发展，为应对民航机场目前发展面临的困难与挑战，民航局提出了“四型机场”的建设，而其中之一的“绿色机场”理念重点阐述了当代民航建设与环境生态保护的矛盾，在国家重点开展环境保护与生态建设，并大力号召绿色节能的情况下，绿色机场建设成为民航业健康发展的重要途径和主要趋势，也成为当前各个民用机场建设的重点目标，有效推进绿色机场建设是我国公共设施绿色节能发展的重要体现。

空调系统作为民航机场建筑的重要组成部分，是关键性系统之一，空调系统的设置与运行实现了机场运营环境的舒适性，显著提升了机场运营中的服务质量；但与此同时，随着空调系统的运行，其耗能情况也愈来愈明显，运行过程中产生大量的电能消耗以及废气、废热的排放对环境的污染等；因此，在“绿色机场”理念下，采用可降低空调系统能耗，减小对环境的污染并可应用到民用机场建设中来的空调技术成为现阶段每个民航人应考虑的重点问题。

1 绿色机场概念

随着现代科技水平的提高，环境保护和实现可持续发展已经成为全社会的普遍共识，国家还为此制定了长远规划发展目标，列入国家发展战略中。继“四型机场”的提出，绿色机场理念也应运而生，国家民航局发布的战略报告显示，国家已经把发展绿色机场作为民用航空领域的奋斗目标，以打造安全绿色，优质高效的现代化民用航空为己任，使国家航空从民航大国跨越到民航强国，站在世界民航发展的前沿，引领世界航空业的发展。

绿色机场，这个理念的提出正应当代的航空业发展趋势，指机场从立项建设到使用和废弃的整个生命周期中，都能遵循资源集约节约、生态与环境友好、低碳运行发展的理念，秉承人性化服务宗旨，为每一位旅客打造舒适之旅，在自身有序发展的同时，促进与周边环境的协调发展，并取得良好的经济效益和社会效益，从而推动国家民航业的共同发展。

绿色机场理念的提出，标志着我国民航业的发展建设经历了一次质的飞跃，是一个重大的战略转型。建设高质量的绿色机场，引领民航业向绿色低碳方向发展，促进生态环境良性循环，已经成为一个非常迫切的现实问题，需要每一个民航人用实际行动来呈现。

2 绿色机场理念下常用的空调技术

2.1 温湿度独立控制的空调技术

为了有效避免传统空调系统中存在如低温冷凝再热热损失、湿式冷凝器母端易滋生细菌等弊端，温湿度独立控制的空调技术应运而生。

温湿度独立控制的空调技术是指空调系统对温度和湿度的控制采取两套独立的控制系统，由其完成对室内温湿度的双重调节和独立控制，该系统在节约能源、提高空气品质等方面具有特殊优势；同时，由于两个系统的相对独立性，可以依据室内区域不同环境需求进行调控，以满足各类需求，非常符合现代空调服务绿色健康的发展理念[1]。

2.2 空调蓄冷技术

空调蓄冷技术是指通过制冷机和蓄冷装置，在项目所在地具有“峰谷电价”政策的基础上于电网低谷电价时进行蓄冷作业，在空调负荷高峰时段，将所储蓄的冷量释放出来，优化传热方式，通过自动控制，周期性的实现冷量的储蓄和释放的综合技术体系。

空调蓄冷技术的应用已在不断完善中日益成熟，在大型项目中的应用和推广得到了迅速的发展，虽然蓄冷技术具有节电不节能的特点，但在“峰谷电价”政策的前提下进行电力的“移峰填谷”，可以起到节省电力设施投资、节省一次高品位能源、节约系统的运行费用的效益，还可以达到环境保护、减少温室气体排放的效果，在节能降耗和环境保护两个方面能同时发挥非常重要的作用[2]。现状改造和新建项目中常用的蓄冷技术主要为冰蓄冷与水蓄冷。

2.3 辐射空调技术

辐射空调是在传统空调技术的基础上发展起来的一种新兴技术，它改变了传统空调系统通过降低室内温度使人体温度被动适应室内温度的做法，通过空调系统新的末端形式的辐射作用，实现了利用对房间内壁的温度调节与人体温度进行辐射换热，来达到室内舒适度的目的，相对于传统空调系统对流传热的运行方式，辐射空调换热是一种完全不同的技术理念，该技术有利于辐射系统的方案布置，对空调送风系统深度优化，尤其适用于设置全新风空调系统的场所，解决了风管截面大、占用紧凑的建筑结构空间等技术难题，结合复杂的建筑结构形式，辐射空调末端可以有效配合、随形而布，美观又实用。通过某机场航班货物到达系统对辐射空调系统运行的节能核算，有效节能率可高达30%以上[6]。

2.4 新型热泵技术

热泵技术的本质是对热量进行控制,将热量从低温环境传至高温环境，实现对热量的有效传送，该技术在消耗一部分外输入电能的前提下，汲取地表浅层或深层地热、水体以及大气中热量，进行综合性利用，如作为采暖热源、制备生活热水，最终实现能量的转换，达到高效利用的目的[3]。

与传统加热技术相比热泵技术经济效益性具有更大的优势，传统加热能源以煤炭、石油为主，不仅经济成本高，而且污染大、运行成本高，不符合我国现阶段经济发展的策略；而新型热泵技术的提出顺应了经济发展的趋势，为节能型、环境友好型的发展奠定了一定的基础，相比传统加热技术新型热本技术具有以下几方面优势：充分利用地源热量，地表浅层与深层具有较大的蓄热能力，可汲取储存在内部的巨大热量；充分利用水源热量，相当于间接开发取之不尽的太阳能；新型热泵技术使用不仅具有经济性，在采集与使用上还具有便利性；新型热泵技术的应用与推广具有较大的投资收益，且回收期短；新型热泵技术是环境友好型技术，结合实际案例，地源热泵供暖时产生污染比电加热供暖低约60%，前景可观。新型热泵技术是一次技术革命，获得了国家和地方的大力支持，有非常广阔的应用前景。

2.5 装配式机房技术

装配式机房技术是指通过提前搭建高精度模型，创造共享数字化建造数据库，在工厂内通过数字化加工设备完成各类配件的预制工作，预制加工成品再统一运输到项目所在地进行快速组装的技术，实现了“BIM+建造等于智造”的目的。该技术的采用具有以下优势：能有效缩短施工工期，提升工程效益；采取标准化建造，智能化生产与安装，可极大限度的提升安装精度，避免人工导致的返工，减少物料的多重浪费；可实现绿色施工，呈现机房干净整洁，大大减少烟尘、施工垃圾等对环境的不利影响[4]。

3 绿色机场理念下空调技术应用与推广的建议

3.1 机场航站楼宜优先考虑温湿度独立的空调技术

机场航站楼是旅客来往的集散地，客流量巨大，因此作为集散核心的航站楼对室内环境温湿度的要求非常高，且由于室内环境温湿度和人体体感温湿度有差异，为保障空调系统的效果，宜采用能够独立完成温度和湿度控制与调节的空调系统最为合适，能大幅度提高室内环境服务质量；同时在当前严峻的防控疫情下，保障空气流通、空气质量安全洁净，也可起到至关重要的作用。特别需要注意的是，前期准备工作中需与相关专业技术人员进行沟通和研究，以确保空调系统最大限度地发挥积极作用。

3.2 积极采用空调蓄能技术

航站楼是机场能源消耗的重点区域，空调系统全天候、大规模的使用成为技术攻坚的重点与难点，而我国绝大部分机场航站楼空调系统的设计都是基于逐时冷负荷计算后，再依据空调系统满负荷状态运行时的技术要求设计建造的，但除了大型枢纽国际机场在实际应用过程中满负荷状态运行外，其他机场都是间歇式运行，空调系统很难达到满负荷运行状态。这是由于当地气候的季节变化、设备使用频率与运行时间段的差异、室内区域所需负荷变化等因素造成[5]。因此，应在保障航站楼类建筑基本负荷需求的前提下，最大限度地利用蓄能技术来节约初期建设成本和后期运行能耗和运行费用，有效合理地分配利用“风谷电价”优惠政策，促进区域能源结构的调整，做到节能降耗、保护保护、有效收益等多管齐下。据了解，广西玉林民用机场用于航站楼空调系统的冷热源机房采用了冰蓄冷技术；深圳宝安机场能源中心采用了水蓄冷技术，均从源头上降低了初期建设成本以及后期的运营成本。

3.3 机场航站楼局部试点采用辐射空调技术

机场航站楼除了满足旅客对绿色出行舒适度的要求之外，作为民用航空领域的领军者还要率先引领先进技术的应用，在发展民航大国、打造民航强国、树立民航先进模范、创造民航科技领先水平的道路上，可以在航站楼空间较大且有限制要求的区域进行辐射空调的试点应用，把该项技术的优势完美体现出来，起到引领风气之先的作用。

3.4 充分利用新型热泵技术

以北京大兴机场建设项目为例，该地气候条件和太阳能以及地热能源丰富，新机场的选址和建设过程中充分利用这些绿色能源和可再生能源，把新型热泵技术用到了极致——地源热泵、水源热泵、空气源热泵以及冷热电三联供机组等均有涉及，并结合不同功能区域，合理优化。在建设前期就进行了有效勘测，新机场地热资源非常丰富，储积层较好，完全满足机场对热能的需求，结合周边环境和国家节能环保的法律法规规定进行综合考虑，再加上建设过程中设计、施工人员和监督管理单位协调配合，科学管理地规划和运用空调技术，加强对余热废热以及可再生能源的开发和利用，在监控系统实施自动化智能化管理控制，各项技术措施和突发情况应急预案到位，确保系统的高质量高效率运行，绝对能够实现机场建筑内良好的环境质量，为旅客提供满意舒适的出行环境，提高资源利用率，保障机场实现绿色运营发展，真正起到行业绿色环保发展领军者的作用。我国机场建设在不断进行技术优化，未来机场建筑建设过程中应积极采用综合性的节能空调技术，提升机场建筑运行过程中能源利用率。

3.5 装配式机房技术在机场项目中的应用

机场能源中心机房是空调系统的核心，机房内部设备众多，各类大口径管道、管线错综复杂，是机电系统施工中的重难点所在。传统机房需土建移交具备相应的施工条件后才能进行管道、设备等设备设施的施工，采取现场作业方式，存在着施工进度慢、周期长、作业人员多、镀锌防腐管件破坏面大、施工环境脏乱差等缺点。而近年来机电安装系统随着BIM数字化设计技术和工厂化预制技术的飞速发展，装配式机房技术愈来愈受到大家的青睐，机场项目中能源中心采用装配式机房技术，是时代与科技发展的需要，是绿色机场、智慧机场完美呈现。

4 结束语

在绿色环保要求越来越严格，能源与资源形式越来越紧迫的现代社会中，空调系统作为民用机场配套系统中的能耗大户却又必不可少的一员，在四型机场之绿色机场的理念下，全新空调技术的推广与应用更是备受关注，为了有效提升民用机场的经济效益与环境效益，响应民航局的号召，促进民航业的绿色环保、高效节能、智慧人文、质量先进的发展，每一个民航人还需要更加深入、更加彻底、从多层次与多角度继续对应用于绿色机场建设的空调技术进行应用与研究。